DE102019120209A1 - METHOD FOR MAKING A TOOL AND TOOLS MADE THEREFOR - Google Patents
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- B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
Abstract
Eine Methode (2) zum Herstellen eines Werkzeuges, das die Schritte zum Vorbereiten eines zylindrischen Rohlings (5) umfasst, wobei der Rohling (5) in Abschnitte (51, 52) unterteilt wird; das Ändern eines Außendurchmessers (d1) einer der Abschnitte (51) und das Formen der Abschnitte (51, 52) zum Fertigstellen eines Werkzeuges (4) umfasst; während der Formgebung (c) der Abschnitt (51), dessen Außendurchmesser (d1) verändert wird, in ein symmetrisches Polygon (p1) geformt wird, um als einen Kopfabschnitt (41) des Werkzeuges (4) verwendet zu werden sowie zum Formen eines weiteren Abschnitts (52), um ein Polygon (p2) mit abwechselnden Konkavitäten und Konvexitäten auf diesem zu erhalten, die als ein Eingriffsstück (43) des Werkzeuges (4) verwendet werden kann. Entsprechend wird mit der progressiven Durchführung der Methode (2) eine Verschlechterung des Rohlings (5), der aus einem Hartstahlmaterial besteht, verhindert, um die guten mechanischen Eigenschaften des Werkzeuges (4) beizubehalten, die Effizienz bei der Herstellung zu steigern und die Herstellkosten zu senken. A method (2) of manufacturing a tool comprising the steps of preparing a cylindrical blank (5), the blank (5) being divided into sections (51, 52); changing an outer diameter (d1) of one of the sections (51) and shaping the sections (51, 52) to complete a tool (4); during the shaping (c) the portion (51) whose outer diameter (d1) is changed is shaped into a symmetrical polygon (p1) to be used as a head portion (41) of the tool (4) and for shaping another Section (52) to obtain a polygon (p2) with alternating concavities and convexities thereon, which can be used as an engagement piece (43) of the tool (4). Accordingly, the progressive implementation of the method (2) prevents the blank (5), which consists of a hard steel material, from deteriorating, in order to maintain the good mechanical properties of the tool (4), to increase the efficiency in production and to increase the production costs reduce.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Methode zum Herstellen, insbesondere eine Methode zum Herstellen eines Werkzeuges und damit hergestellte Werkzeuge.The present invention relates to a method for producing, in particular a method for producing a tool and tools produced therewith.
Stand der TechnikState of the art
Allgemein werden Werkzeuge zum Selbstbohren und Selbstschneiden der Schrauben verwendet und sind zudem drehmomentstarke Instrumente, mit denen volltreibende Kräfte zum Rotieren der Schrauben ausüben können, auch wenn sie mit einem Antriebsmechanismus oder in der Hand gehalten werden. Das Werkzeug besteht meistens aus Legierungen und Stahlmaterialien mit hohem Kohlenstoffgehalt. Eine Rissproblematik kann dabei wegen dem hohen Kohlenstoffgehalt beim Bearbeiten des Materials durch Pressen oder durch Pressen beim Schmieden leicht auftreten. Dieser Umstand führt ebenfalls zu manchen Defekten, wie beispielsweise Verformungen, Brüchen, Verschiebungen der Kristallkörner und die Erzeugungen von Aushöhlungen. Selbst wenn ein Rohling in das Werkzeug geformt wird, wird dieses Werkzeug danach mit Vergüten behandelt, wobei jedoch das fertig hergestellte Produkt noch immer ein defekteanfälliges Produkt ist.In general, tools for self-drilling and self-cutting of the screws are used and are also high-torque instruments with which driving forces can exert for rotating the screws, even if they are held with a drive mechanism or in the hand. The tool mostly consists of alloys and steel materials with a high carbon content. A crack problem can easily occur due to the high carbon content when processing the material by pressing or by pressing during forging. This fact also leads to some defects such as deformations, breaks, displacements of the crystal grains and the creation of hollows. Even if a blank is formed in the tool, this tool is then treated with tempering, but the finished product is still a defect-prone product.
Zum Herstellen eines Werkzeuges werden die Materialien mit Werkzeugmaschinen und Werkzeugfräsmaschinen den erforderlichen Behandlungen unterzogen. Die
- (A) Vorbereiten eines zylindrischen gewalzten Walzdrahts;
- (B) Behandlung des Walzdrahts mit einem Dressierprozess, um einen sechskantigen Walzdrahts zu formen;
- (C) Erhalten eines sechskantigen Rohlings durch Schneiden einer Länge des sechskantigen Walzdrahts;
- (D) Behandlung beider Enden des sechskantigen Rohlings durch Drehen, ein Bearbeitungsverarbeiten und durch ein nachfolgendes Abfasen;
- (E) Ändern eines Teils des sechskantigen Rohlings neben einem der anderen Enden, um eine ringförmige Rille zu bilden;
- (F) Ändern des anderen Endes des sechskantigen Walzdrahts in einen Rohling; und
- (G) Fräsen eines distalen Endes des Rohlings zum Formen eines Werkzeugkopfs, um auf diese Weise ein Werkzeug herzustellen.
- (A) preparing a cylindrical rolled wire rod;
- (B) treating the wire rod with a skin pass process to form a hexagonal wire rod;
- (C) obtaining a hexagonal blank by cutting a length of the hexagonal wire rod;
- (D) treating both ends of the hexagonal blank by turning, machining, and subsequent chamfering;
- (E) changing a portion of the hexagonal blank adjacent one of the other ends to form an annular groove;
- (F) changing the other end of the hexagonal wire rod into a blank; and
- (G) milling a distal end of the blank to form a tool head to thereby produce a tool.
Die Methode nach dem Stand der Technik ist jedoch wegen der längeren Verarbeitungszeit und vielen Abfällen unwirtschaftlich, so dass es weiteren Ausbesserungen bedarf.However, the method according to the prior art is uneconomical because of the longer processing time and many wastes, so that further improvements are required.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Methode zum Bearbeiten des Materials mit hohem Kohlenstoffgehalt durch Schmieden, um dabei die Effizienz der Werkzeugherstellung zu verbessern und die Kosten der Herstellung des Werkzeuges zu senken.An object of the present invention is to provide a method of machining the high carbon material by forging, thereby improving the efficiency of tool making and reducing the cost of tool making.
Die Methode der vorliegenden Erfindung besteht im Herstellen eines Werkzeuges mit einem Kopfabschnitt, der in einen symmetrischen Polygon gebildet wird, während ein Eingriffsstück gegenüber gebildet oder am Kopfabschnitt befestigt wird und eine vieleckige Kontur mit abwechselnden Konkavitäten und Konvexitäten auf diesem aufweist. Ein Außendurchmesser des Eingriffsstücks ist dabei kleiner als ein Außendurchmesser des Kopfabschnitts. Die Methode umfasst die Schritte zum Vorbereiten eines zylindrischen Rohlings, des Bearbeitens des Rohlings, damit der Rohling in einen ersten Abschnitt und in einen zweiten Abschnitt unterteilt werden kann, wobei ein Außendurchmesser des ersten Abschnitts geändert und der erste Abschnitt in einen symmetrischen Polygon geformt wird, um diesen als den Kopfabschnitt des Werkzeuges zu verwenden, wobei ebenfalls der zweite Abschnitt so geformt wird, damit dieser eine vieleckige Kontur mit abwechselnden Konkavitäten und Konvexitäten auf diesem aufweist. Der geformte zweite Abschnitt wird als das Eingriffsstück des Werkzeuges verwendet. Vorzugsweise wird mit der Methode ebenfalls eine ringförmige Positionsrille ringförmig auf dem ersten Abschnitt gebildet. Die Schritte zum Durchführen der Methode werden dementsprechend der Reihenfolge nach durchgeführt, um die Verschlechterung der Eigenschaften des aus dem Material mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehenden Rohlings zu verhindern, damit die guten mechanischen Eigenschaften des Werkzeuges beibehalten werden. Mit der progressiven Durchführung werden ebenfalls die Effizienz der Herstellung der Werkzeuge einerseits und die Herstellkosten andererseits gesenkt.The method of the present invention is to manufacture a tool with a head portion that is formed into a symmetrical polygon while an engaging piece is formed opposite or attached to the head portion and has a polygonal contour with alternating concavities and convexities thereon. An outer diameter of the engagement piece is smaller than an outer diameter of the head section. The method includes the steps of preparing a cylindrical blank, machining the blank so that the blank can be divided into a first section and a second section, changing an outer diameter of the first section and forming the first section into a symmetrical polygon, to use this as the head portion of the tool, the second portion also being shaped to have a polygonal contour with alternating concavities and convexities thereon. The shaped second section is used as the engagement piece of the tool. Preferably, the method also forms an annular position groove in an annular manner on the first section. The steps for performing the method are accordingly carried out in order to prevent the deterioration of the properties of the blank made of the high carbon material, so that the good mechanical properties of the tool are maintained. With the progressive implementation, the efficiency of the production of the tools on the one hand and the manufacturing costs on the other hand are reduced.
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibungen mit Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen offensichtlicher.The advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following descriptions with reference to the accompanying drawings.
Figurenliste Figure list
-
1 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Methode zum Herstellen eines Werkzeuges nach dem Stand der Technik;1 shows a schematic view for illustrating a method for producing a tool according to the prior art; -
2 stellt ein Blockdiagramm zum Darstellen der Schritte der Durchführung einer Methode der vorliegenden Erfindung zum Herstellen eines Werkzeuges in sequenzieller Reihenfolge dar;2nd Fig. 3 is a block diagram illustrating the steps of performing a method of the present invention for manufacturing a tool in sequential order; -
3 und4 zeigen schematische Ansichten der nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung herzustellenden Werkzeuge;3rd and4th show schematic views of the tools to be produced according to a first preferred embodiment of the present invention; -
5-1 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der Schritte zur Durchführung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;5-1 Fig. 3 is a schematic view showing the steps for carrying out the first preferred embodiment of the present invention; -
5-2 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Variation des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;5-2 Fig. 11 is a schematic view showing a variation of the first preferred embodiment of the present invention; -
5-3 bis5-7 zeigen schematische Teilansichten zum Darstellen der Variationen für die Formverarbeitung des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;5-3 to5-7 are schematic partial views showing the variations for the shape processing of the first preferred embodiment of the present invention; -
6 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der Presswerkzeuge für die Formverarbeitung der Formgebung der vorliegenden Erfindung;6 Fig. 11 is a schematic view showing the molding dies for the molding of the present invention; -
7 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Rollgesenke für das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;7 Fig. 1 is a schematic view showing the first rolling dies for the first preferred embodiment of the present invention; -
8 zeigt eine schematische Ansicht eines Werkzeuges, das mit Hilfe des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung herzustellen ist;8th shows a schematic view of a tool to be produced by means of the second preferred embodiment of the present invention; -
9 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der Schritte zur Durchführung des zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;9 Fig. 11 is a schematic view showing the steps for performing the second preferred embodiment of the present invention; -
10 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der ersten Rollgesenke für das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;10th Fig. 2 is a schematic view showing the first rolling dies for the second preferred embodiment of the present invention; -
11 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der Schritte zur Durchführung eines dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;11 Fig. 3 is a schematic view showing the steps for performing a third preferred embodiment of the present invention; -
12 stellt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Variation des dritten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar;12th Fig. 11 is a schematic view showing a variation of the third preferred embodiment of the present invention; -
13 zeigt eine schematische Ansicht zum Darstellen der Schritte zur Durchführung eines vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; und13 Fig. 3 is a schematic view showing the steps for performing a fourth preferred embodiment of the present invention; and -
14 stellt eine schematische Ansicht zum Darstellen einer Variation des vierten bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung dar.14 Fig. 11 is a schematic view showing a variation of the fourth preferred embodiment of the present invention.
Wege zur Ausführung der ErfindungWays of Carrying Out the Invention
Die
Die
Die Formgebung
Die Formverarbeitung
Hinsichtlich der Bearbeitung des Formens eines symmetrischen Polygons
Hinsichtlich dem Formen eines Polygons
Die oben beschriebenen Bearbeitungen werden progressiv durchgeführt, um das Problem zu umgehen, dass sich ein Hartstahlmaterial nicht schmieden lässt, den unnötigen Verbrauch des Materials zu vermeiden, das mit dem Stand der Technik mit dem Abdrehverfahren nach dem Stand der Technik verschwendet wird, sowie um Materialkosten zu sparen. Die Formverarbeitung
Wie die
Die
Die
Die ringförmigen Hilfsrillen
In den bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann die ringförmige Positionsrille
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die Methode der vorliegenden Erfindung die Schritte zum Vorbereiten eines zylindrischen Rohlings, des Unterteilens des Rohlings in mindestens zwei Abschnitte, Ändern des Außendurchmessers einer der Abschnitte und der Formung der Abschnitte umfasst, damit die Abschnitte eine vieleckige Form aufweisen, um ein Werkzeug herzustellen. Da die Schritte in progressiver Reihenfolge durchgeführt werden, kann verhindert werden, dass die Eigenschaften des Hartstahlmaterials beim Bearbeiten des Rohlings verschlechtert werden, damit das fertig hergestellte Werkzeug gute mechanische Eigenschaften aufweist. Mit der Methode werden ebenfalls die Effizienz der Herstellung verbessert und die Herstellkosten gesenkt.In summary, the method of the present invention includes the steps of preparing a cylindrical blank, dividing the blank into at least two sections, changing the outside diameter of one of the sections, and shaping the sections so that the sections have a polygonal shape to make a tool. Since the steps are carried out in a progressive order, the properties of the high-carbon steel material can be prevented from deteriorating when the blank is machined, so that the finished tool has good mechanical properties. The method also improves manufacturing efficiency and reduces manufacturing costs.
Trotz der Darstellung und der Beschreibung der Ausführungsbeispiele ist es selbstverständlich, dass weitere Variationen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Despite the illustration and description of the exemplary embodiments, it goes without saying that further variations and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
BezugszeichenlisteReference list
- 22nd
- Methode zur Herstellung eines WerkzeugesMethod of making a tool
- (a)(a)
- VorbereitungsschrittPreparatory step
- (b)(b)
- AbschnittunterteilungSection subdivision
- (c)(c)
- FormgebungShaping
- (c1)(c1)
- Vorbereitende FormgebungsarbeitenPreparatory shaping work
- (c2)(c2)
- FormverarbeitungMold processing
- 44th
- WerkzeugTool
- A1A1
- Erstes Ende des WerkzeugesFirst end of the tool
- A2A2
- Zweites Ende des WerkzeugesSecond end of the tool
- 331331
- StanzwerkzeugPunching tool
- 4141
- KopfabschnittHead section
- 4242
- RohlingsabschnittBlank section
- 4343
- EingriffsstückEngagement piece
- g1g1
- Ringförmige PositionsrilleAnnular position groove
- g2g2
- Erste ringförmige HilfsrilleFirst ring-shaped auxiliary groove
- g3g3
- Zweite ringförmige HilfsrilleSecond ring-shaped auxiliary groove
- 55
- Rohlingblank
- 5151
- Erster Abschnittfirst section
- 5252
- Zweiter Abschnittsecond part
- 5353
- Dritter AbschnittThird section
- 33rd
- PresswerkzeugePressing tools
- 66
- Erste RollgesenkeFirst rolling dies
- 77
- Zweite RollgesenkeSecond roller dies
- p1p1
- Symmetrischer PolygonSymmetrical polygon
- p2p2
- Polygon mit abwechselnden Konkavitäten und KonvexitätenPolygon with alternating concavities and convexities
- d 1d 1
- Außendurchmesser des ersten AbschnittsOutside diameter of the first section
- d2d2
- Außendurchmesser des zweiten AbschnittsOutside diameter of the second section
- d3d3
- Außendurchmesser des dritten AbschnittsOutside diameter of the third section
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